随着科学技术和城市化的发展,大运量的轨道交通在现代化城市中起着越来越重要的作用,在我国,作为城市重要交通工具的地铁正得到迅速发展。但是,由于当前城市地铁大都采用走行轨回流的直流牵引供电方式,因而在运营中将不可避免地产生流经大地的杂散电流。由于杂散电流的存在,地铁周围的埋地金属管道、通讯电缆外皮以及车站和区间隧道主体结构中的钢筋发生电化学腐蚀,它不仅能缩短金属管线的使用寿命还会降低地铁钢筋混凝土主体结构的强度和耐久性,甚至酿成灾难性的事故。而且,由于地铁结构在施工完成后已定型,经过若干年运营后,如果因发生杂散电流腐蚀而要对主体结构进行翻修将是十分困难的,因此,对杂散电流的腐蚀及其监测问题进行研究,具有重要的现实意义。杂散电流腐蚀受到了广泛的关注,它严重腐蚀地铁主体结构件筋及其它地下金属结构物,造成重大的经济损失及安全事故隐患,因此研究杂散电流成为当前轨道交通安全的一个重要研究方向。首先本文分析了在轨道交通牵引供电系统中杂散电流的产生原因及其危害,简要介绍了杂散电流的国内外研究现状。其次对典型的直流牵引供电系统建立了数学连续模型,对杂散电流的特性和分布进行了理论推导,推导出了在有无排流网设置、是否排流等情况下杂散电流的分布规律。并通过MATLAB计算机编程对模型进行仿真,分析了各个参数对杂散电流的影响及程度。再次针对杂散电流防护的设计和监测措施,综合讨论了杂散电流防护的方法,分析了主要监测参数的意义和测量方法,并通过分析比较各种监测方案的优缺点,选择了符合工程实际需要的分布式监测方案。最后结合深圳轨道交通4号线一、二期工程的特点,综合提出了了深圳轨道交通4号线的杂散电流防护系统设计方案,并通过对实际监测数据的分析,说明了该杂散电流监测与防护系统是行之有效的。